src/StdMeshers/StdMeshers_FaceSide.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 //  See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
  23 // File      : StdMeshers_FaceSide.hxx
  24 // Created   : Wed Jan 31 18:41:25 2007
  25 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  26 // Module    : SMESH
  27 //
  28 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  29
  30 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  31 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  32 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
  33 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  34 //#include "SMESH_Algo.hxx"
  35 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  36 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  37 #include "SMESH_ComputeError.hxx"
  38 #include "SMESH_Block.hxx"
  39
  40 #include <Adaptor2d_Curve2d.hxx>
  41 #include <BRepAdaptor_CompCurve.hxx>
  42 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  43 #include <BRep_Builder.hxx>
  44 #include <BRep_Tool.hxx>
  45 #include <TopExp.hxx>
  46 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  47 #include <TopoDS_Face.hxx>
  48 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  49 #include <TopoDS_Wire.hxx>
  50
  51 #include <map>
  52
  53 #include "utilities.h"
  54
  55 using namespace std;
  56
  57 //================================================================================
  58 /*!
  59  * \brief Constructor of a side of one edge
  60   * \param theFace - the face
  61   * \param theEdge - the edge
  62  */
  63 //================================================================================
  64
  65 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  66                                          const TopoDS_Edge& theEdge,
  67                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  68                                          const bool         theIsForward,
  69                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  70 {
  71   list<TopoDS_Edge> edges(1,theEdge);
  72   *this = StdMeshers_FaceSide( theFace, edges, theMesh, theIsForward, theIgnoreMediumNodes );
  73 }
  74
  75 //================================================================================
  76 /*!
  77  * \brief Constructor of a side of several edges
  78   * \param theFace - the face
  79   * \param theEdge - the edge
  80  */
  81 //================================================================================
  82
  83 StdMeshers_FaceSide::StdMeshers_FaceSide(const TopoDS_Face& theFace,
  84                                          list<TopoDS_Edge>& theEdges,
  85                                          SMESH_Mesh*        theMesh,
  86                                          const bool         theIsForward,
  87                                          const bool         theIgnoreMediumNodes)
  88 {
  89   int nbEdges = theEdges.size();
  90   myEdge.resize( nbEdges );
  91   myC2d.resize( nbEdges );
  92   myFirst.resize( nbEdges );
  93   myLast.resize( nbEdges );
  94   myNormPar.resize( nbEdges );
  95   myLength = 0;
  96   myNbPonits = myNbSegments = 0;
  97   myMesh = theMesh;
  98   myMissingVertexNodes = false;
  99   myIgnoreMediumNodes = theIgnoreMediumNodes;
 100   if ( nbEdges == 0 ) return;
 101
 102   SMESHDS_Mesh* meshDS = theMesh->GetMeshDS();
 103   vector<double> len( nbEdges );
 104
 105   int nbDegen = 0;
 106   list<TopoDS_Edge>::iterator edge = theEdges.begin();
 107   for ( int index = 0; edge != theEdges.end(); ++index, ++edge )
 108   {
 109     int i = theIsForward ? index : nbEdges - index - 1;
 110     len[i] = SMESH_Algo::EdgeLength( *edge );
 111     if ( len[i] < DBL_MIN ) nbDegen++;
 112     myLength += len[i];
 113     myEdge[i] = *edge;
 114     if ( !theIsForward ) myEdge[i].Reverse();
 115
 116     if ( theFace.IsNull() )
 117       BRep_Tool::Range( *edge, myFirst[i], myLast[i] );
 118     else
 119       myC2d[i] = BRep_Tool::CurveOnSurface( *edge, theFace, myFirst[i], myLast[i] );
 120     if ( myEdge[i].Orientation() == TopAbs_REVERSED )
 121       std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 122
 123     if ( SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( *edge )) {
 124       int nbN = sm->NbNodes();
 125       if ( theIgnoreMediumNodes ) {
 126         SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = sm->GetElements();
 127         if ( elemIt->more() && elemIt->next()->IsQuadratic() )
 128           nbN -= sm->NbElements();
 129       }
 130       myNbPonits += nbN;
 131       myNbSegments += sm->NbElements();
 132     }
 133     if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( *edge, 1), meshDS ))
 134       myNbPonits += 1; // for the first end
 135     else
 136       myMissingVertexNodes = true;
 137   }
 138   if ( SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::LastVertex( theEdges.back(), 1), meshDS ))
 139     myNbPonits++; // for the last end
 140   else
 141     myMissingVertexNodes = true;
 142
 143   if ( nbEdges > 1 && myLength > DBL_MIN ) {
 144     const double degenNormLen = 1.e-5;
 145     double totLength = myLength;
 146     if ( nbDegen )
 147       totLength += myLength * degenNormLen * nbDegen;
 148     double prevNormPar = 0;
 149     for ( int i = 0; i < nbEdges; ++i ) {
 150       if ( len[ i ] < DBL_MIN )
 151         len[ i ] = myLength * degenNormLen;
 152       myNormPar[ i ] = prevNormPar + len[i]/totLength;
 153       prevNormPar = myNormPar[ i ];
 154     }
 155   }
 156   myNormPar[nbEdges-1] = 1.;
 157   //dump();
 158 }
 159
 160 //================================================================================
 161 /*!
 162  * \brief Return info on nodes on the side
 163   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 164  */
 165 //================================================================================
 166
 167 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct(bool   isXConst,
 168                                                              double constValue) const
 169 {
 170   if ( myPoints.empty() ) {
 171
 172     if ( NbEdges() == 0 ) return myPoints;
 173
 174     SMESHDS_Mesh* meshDS = myMesh->GetMeshDS();
 175
 176     // sort nodes of all edges putting them into a map
 177
 178     map< double, const SMDS_MeshNode*> u2node;
 179     //int nbOnDegen = 0;
 180     for ( int i = 0; i < myEdge.size(); ++i )
 181     {
 182       // put 1st vertex node
 183       TopoDS_Vertex VFirst, VLast;
 184       TopExp::Vertices( myEdge[i], VFirst, VLast, true);
 185       const SMDS_MeshNode* node = SMESH_Algo::VertexNode( VFirst, meshDS );
 186       double prevNormPar = ( i == 0 ? 0 : myNormPar[ i-1 ]); // normalized param
 187       if ( node ) { // internal nodes may be missing
 188         u2node.insert( make_pair( prevNormPar, node ));
 189       } else if ( i == 0 ) {
 190         MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 191         return myPoints;
 192       }
 193
 194       // put 2nd vertex node for a last edge
 195       if ( i+1 == myEdge.size() ) {
 196         node = SMESH_Algo::VertexNode( VLast, meshDS );
 197         if ( !node ) {
 198           MESSAGE(" NO NODE on VERTEX" );
 199           return myPoints;
 200         }
 201         u2node.insert( make_pair( 1., node ));
 202       }
 203
 204       // put internal nodes
 205       SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements( myEdge[i] );
 206       if ( !sm ) continue;
 207       SMDS_NodeIteratorPtr nItr = sm->GetNodes();
 208       double paramSize = myLast[i] - myFirst[i], r = myNormPar[i] - prevNormPar;
 209       while ( nItr->more() ) {
 210         const SMDS_MeshNode* node = nItr->next();
 211         if ( myIgnoreMediumNodes && SMESH_MeshEditor::IsMedium( node, SMDSAbs_Edge ))
 212           continue;
 213         const SMDS_EdgePosition* epos =
 214           static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 215         double u = epos->GetUParameter();
 216         // paramSize is signed so orientation is taken into account
 217         double normPar = prevNormPar + r * ( u - myFirst[i] ) / paramSize;
 218 #ifdef _DEBUG_
 219         if ( normPar > 1 || normPar < 0) {
 220           dump("DEBUG");
 221           MESSAGE ( "WRONG normPar: "<<normPar<< " prevNormPar="<<prevNormPar
 222                     << " u="<<u << " myFirst[i]="<<myFirst[i]<< " myLast[i]="<<myLast[i]
 223                     << " paramSize="<<paramSize );
 224         }
 225 #endif
 226         u2node.insert( make_pair( normPar, node ));
 227       }
 228     }
 229     if ( u2node.size() != myNbPonits ) {
 230       MESSAGE("Wrong node parameters on edges, u2node.size():"
 231               <<u2node.size()<<" !=  myNbPonits:"<<myNbPonits);
 232       return myPoints;
 233     }
 234
 235     // fill array of UVPtStruct
 236
 237     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myPoints );
 238     points->resize( myNbPonits );
 239
 240     int EdgeIndex = 0;
 241     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 242     map< double, const SMDS_MeshNode*>::iterator u_node = u2node.begin();
 243     for (int i = 0 ; u_node != u2node.end(); ++u_node, ++i ) {
 244       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 245       uvPt.node = u_node->second;
 246       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.normParam = u_node->first;
 247       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 248       else            uvPt.y = constValue;
 249       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < uvPt.normParam ) {
 250         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 251         ++EdgeIndex;
 252 #ifdef _DEBUG_
 253         if ( EdgeIndex >= myEdge.size() ) {
 254           dump("DEBUG");
 255           MESSAGE ( "WRONg EdgeIndex " << 1+EdgeIndex
 256                     << " myNormPar.size()="<<myNormPar.size()
 257                     << " myNormPar["<< EdgeIndex<<"]="<< myNormPar[ EdgeIndex ]
 258                     << " uvPt.normParam="<<uvPt.normParam );
 259         }
 260 #endif
 261         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 262       }
 263       const SMDS_EdgePosition* epos =
 264         dynamic_cast<const SMDS_EdgePosition*>(uvPt.node->GetPosition().get());
 265       if ( epos ) {
 266         uvPt.param = epos->GetUParameter();
 267       }
 268       else {
 269         double r = ( uvPt.normParam - prevNormPar )/ paramSize;
 270 //         uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 271         uvPt.param = ( r > 0.5 ? myLast[EdgeIndex] : myFirst[EdgeIndex] );
 272       }
 273       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 274         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 275         uvPt.u = p.X();
 276         uvPt.v = p.Y();
 277       }
 278       else {
 279         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 280       }
 281     }
 282   }
 283   return myPoints;
 284 }
 285
 286 //================================================================================
 287 /*!
 288  * \brief Falsificate info on nodes
 289   * \param nbSeg - nb of segments on the side
 290   * \retval UVPtStruct* - array of data structures
 291  */
 292 //================================================================================
 293
 294 const vector<UVPtStruct>& StdMeshers_FaceSide::SimulateUVPtStruct(int    nbSeg,
 295                                                                   bool   isXConst,
 296                                                                   double constValue) const
 297 {
 298   if ( myFalsePoints.empty() ) {
 299
 300     if ( NbEdges() == 0 ) return myFalsePoints;
 301
 302     vector<uvPtStruct>* points = const_cast<vector<uvPtStruct>*>( &myFalsePoints );
 303     points->resize( nbSeg+1 );
 304
 305     int EdgeIndex = 0;
 306     double prevNormPar = 0, paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ];
 307     for (int i = 0 ; i < myFalsePoints.size(); ++i ) {
 308       double normPar = double(i) / double(nbSeg);
 309       UVPtStruct & uvPt = (*points)[i];
 310       uvPt.node = 0;
 311       uvPt.x = uvPt.y = uvPt.param = uvPt.normParam = normPar;
 312       if ( isXConst ) uvPt.x = constValue;
 313       else            uvPt.y = constValue;
 314       if ( myNormPar[ EdgeIndex ] < normPar ) {
 315         prevNormPar = myNormPar[ EdgeIndex ];
 316         ++EdgeIndex;
 317         paramSize = myNormPar[ EdgeIndex ] - prevNormPar;
 318       }
 319       double r = ( normPar - prevNormPar )/ paramSize;
 320       uvPt.param = myFirst[EdgeIndex] * ( 1 - r ) + myLast[EdgeIndex] * r;
 321       if ( !myC2d[ EdgeIndex ].IsNull() ) {
 322         gp_Pnt2d p = myC2d[ EdgeIndex ]->Value( uvPt.param );
 323         uvPt.u = p.X();
 324         uvPt.v = p.Y();
 325       }
 326       else {
 327         uvPt.u = uvPt.v = 1e+100;
 328       }
 329     }
 330   }
 331   return myFalsePoints;
 332 }
 333 // gp_Pnt StdMeshers_FaceSide::Value(double U) const
 334 // {
 335 // }
 336
 337 //================================================================================
 338 /*!
 339  * \brief reverse order of vector elements
 340   * \param vec - vector to reverse
 341  */
 342 //================================================================================
 343
 344 template <typename T > void reverse(vector<T> & vec)
 345 {
 346   for ( int f=0, r=vec.size()-1; f < r; ++f, --r )
 347     std::swap( vec[f], vec[r] );
 348 }
 349
 350 //================================================================================
 351 /*!
 352  * \brief Change orientation of side geometry
 353  */
 354 //================================================================================
 355
 356 void StdMeshers_FaceSide::Reverse()
 357 {
 358   int nbEdges = myEdge.size();
 359   for ( int i = nbEdges-1; i >= 0; --i ) {
 360     std::swap( myFirst[i], myLast[i] );
 361     myEdge[i].Reverse();
 362     if ( i > 0 ) // at the first loop 1. is overwritten
 363       myNormPar[i] = 1 - myNormPar[i-1];
 364   }
 365   if ( nbEdges > 1 ) {
 366     reverse( myEdge );
 367     reverse( myC2d );
 368     reverse( myFirst );
 369     reverse( myLast );
 370     reverse( myNormPar );
 371   }
 372   myNormPar[nbEdges-1]=1.;
 373   myPoints.clear();
 374   myFalsePoints.clear();
 375 }
 376
 377 //================================================================================
 378 /*!
 379  * \brief Show side features
 380  */
 381 //================================================================================
 382
 383 void StdMeshers_FaceSide::dump(const char* msg) const
 384 {
 385 #ifdef _DEBUG_
 386   if (msg) MESSAGE ( std::endl << msg );
 387   MESSAGE_BEGIN ("NB EDGES: "<< myEdge.size() );
 388   MESSAGE_ADD ( "nbPoints: "<<myNbPonits<<" vecSize: " << myPoints.size()<<" "<<myFalsePoints.size() );
 389   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i)
 390   {
 391     MESSAGE_ADD ( "\t"<<i+1 );
 392     MESSAGE_ADD ( "\tEDGE: " );
 393     if (myEdge[i].IsNull()) {
 394       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 395     }
 396     else {
 397       TopAbs::Print(myEdge[i].Orientation(),cout)<<" "<<myEdge[i].TShape().operator->()<<endl;
 398       MESSAGE_ADD ( "\tV1: " << TopExp::FirstVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->()
 399                  << "  V2: " << TopExp::LastVertex( myEdge[i], 1).TShape().operator->() );
 400     }
 401     MESSAGE_ADD ( "\tC2d: ");
 402
 403     if (myC2d[i].IsNull()) {
 404       MESSAGE_ADD ( "NULL" );
 405     }
 406     else {
 407       MESSAGE_ADD ( myC2d[i].operator->() );
 408     }
 409
 410     MESSAGE_ADD ( "\tF: "<<myFirst[i]<< " L: "<< myLast[i] );
 411     MESSAGE_END ( "\tnormPar: "<<myNormPar[i]<<endl );
 412   }
 413 #endif
 414 }
 415
 416 //================================================================================
 417 /*!
 418  * \brief Creates a Adaptor2d_Curve2d to be used in SMESH_Block
 419   * \retval Adaptor2d_Curve2d* -
 420  */
 421 //================================================================================
 422
 423 struct Adaptor2dCurve2d : public Adaptor2d_Curve2d
 424 {
 425   const StdMeshers_FaceSide* mySide;
 426   Adaptor2dCurve2d(const StdMeshers_FaceSide* faceSide):mySide(faceSide) {}
 427   gp_Pnt2d Value(const Standard_Real U) const { return mySide->Value2d( U ); }
 428   Standard_Real FirstParameter() const { return 0; }
 429   Standard_Real LastParameter() const { return 1; }
 430 };
 431
 432 Adaptor2d_Curve2d* StdMeshers_FaceSide::GetCurve2d() const
 433 {
 434   return new Adaptor2dCurve2d( this );
 435 }
 436
 437 //================================================================================
 438 /*!
 439  * \brief Creates a fully functional Adaptor_Curve
 440  */
 441 //================================================================================
 442
 443 BRepAdaptor_CompCurve* StdMeshers_FaceSide::GetCurve3d() const
 444 {
 445   if ( myEdge.empty() )
 446     return 0;
 447
 448 //   if ( myEdge.size() == 1 )
 449 //     return new BRepAdaptor_Curve( myEdge[0] );
 450
 451   TopoDS_Wire aWire;
 452   BRep_Builder aBuilder;
 453   aBuilder.MakeWire(aWire);
 454   for ( int i=0; i<myEdge.size(); ++i )
 455     aBuilder.Add( aWire, myEdge[i] );
 456   return new BRepAdaptor_CompCurve( aWire );
 457 }
 458
 459 //================================================================================
 460 /*!
 461  * \brief Return 2D point by normalized parameter
 462   * \param U - normalized parameter value
 463   * \retval gp_Pnt2d - point
 464  */
 465 //================================================================================
 466
 467 gp_Pnt2d StdMeshers_FaceSide::Value2d(double U) const
 468 {
 469   if ( !myC2d[0].IsNull() ) {
 470     int i = EdgeIndex( U );
 471     double prevU = i ? myNormPar[ i-1 ] : 0;
 472     double r = ( U - prevU )/ ( myNormPar[ i ] - prevU );
 473     return myC2d[ i ]->Value( myFirst[i] * ( 1 - r ) + myLast[i] * r );
 474   }
 475   return gp_Pnt2d( 1e+100, 1e+100 );
 476 }
 477
 478 //================================================================================
 479 /*!
 480  * \brief Return wires of a face as StdMeshers_FaceSide's
 481  */
 482 //================================================================================
 483
 484 TSideVector StdMeshers_FaceSide::GetFaceWires(const TopoDS_Face& theFace,
 485                                               SMESH_Mesh &       theMesh,
 486                                               const bool         theIgnoreMediumNodes,
 487                                               TError &           theError)
 488 {
 489   TopoDS_Vertex V1;
 490   list< TopoDS_Edge > edges;
 491   list< int > nbEdgesInWires;
 492   int nbWires = SMESH_Block::GetOrderedEdges (theFace, V1, edges, nbEdgesInWires);
 493
 494   // split list of all edges into separate wires
 495   TSideVector wires( nbWires );
 496   list< int >::iterator nbE = nbEdgesInWires.begin();
 497   list< TopoDS_Edge >::iterator from, to;
 498   from = to = edges.begin();
 499   for ( int iW = 0; iW < nbWires; ++iW )
 500   {
 501     std::advance( to, *nbE++ );
 502     list< TopoDS_Edge > wireEdges( from, to );
 503     // assure that there is a node on the first vertex
 504     // as StdMeshers_FaceSide::GetUVPtStruct() requires
 505     while ( !SMESH_Algo::VertexNode( TopExp::FirstVertex( wireEdges.front(), true),
 506                                      theMesh.GetMeshDS()))
 507     {
 508       wireEdges.splice(wireEdges.end(), wireEdges,
 509                        wireEdges.begin(), ++wireEdges.begin());
 510       if ( from->IsSame( wireEdges.front() )) {
 511         theError = TError
 512           ( new SMESH_ComputeError(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,"No nodes on vertices"));
 513         return TSideVector(0);
 514       }
 515     }
 516     // find out side orientation, which is important if there are several wires (PAL19080)
 517     bool isForward = true;
 518     if ( nbWires > 1 ) {
 519       TopExp_Explorer e( theFace, TopAbs_EDGE );
 520       while ( ! e.Current().IsSame( wireEdges.back() ))
 521         e.Next();
 522       isForward = ( e.Current().Orientation() == wireEdges.back().Orientation() );
 523     }
 524
 525     StdMeshers_FaceSide* wire = new StdMeshers_FaceSide( theFace, wireEdges, &theMesh,
 526                                                          isForward, theIgnoreMediumNodes);
 527     wires[ iW ] = StdMeshers_FaceSidePtr( wire );
 528     from = to;
 529   }
 530   return wires;
 531 }
 532